氮磷添加对南亚热带森林土壤CO2、CH4和N2O通量的影响

Elevated nitrogen (N) deposition in tropical or subtropical regions may exacerbate phosphorus (P) deficiency in forests on highly weathered soils of southern China. However, it is uncertain whether P availability would affect soil fluxes of soil CO2、CH4 and N2O, and how P interacts with N deposition. In this project, combined with our previous results, we will investigate fluxes of soil CO2、CH4 and N2O in responses to long-term (≥ 10 years) N and P additions in N-saturated and N-limited forest ecosystems of subtropical China, with an emphasis on examine the long-term process and mechanisms of fluxes of soil CO2、CH4 and N2O, and its difference between N-saturated and N-limited ecosystems. This study will be conducted in the first established long-term N and P addition experimental forest site in China. The forests are an old-growth forest (N saturated) and two N-limited forests (mixed species and pine dominated). Results from this study will theoretically provide new understanding on the response of fluxes of soil CO2、CH4 and N2O to interaction of N and P in tropical or subtropical forests, and practically to provide data base to assess effects of N deposition on green-house gas in regional forests and to contribute useful information to sustainable forest and environmental management.

热带和亚热带森林生产力普遍被认为受磷限制，且这种限制会随氮沉降的增加而加剧，但是我们还不知道磷及氮磷交互作用如何影响该区森林土壤CO2、CH4和N2O通量。在前期研究的基础上，本项目利用我国最早建立的森林氮磷及其交互作用长期试验样地，研究我国南亚热带三个代表性森林(马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林) 土壤CO2、CH4和N2O通量对氮磷及其交互作用的响应，旨在：1) 阐明"氮饱和"和"氮限制"森林土壤CO2、CH4和N2O通量对氮磷及其交互作用的响应特征；2）揭示氮磷及其交互作用对南亚热带森林土壤CO2、CH4和N2O通量的影响机理。本项目实施，一方面可以为评估未来氮沉降对我国南亚热带森林主要温室气体通量的影响，为我国制定碳氮氧化物的减排等政策提供科学依据；另一方面，可以为该领域研究做出原创性贡献，提高我国在该领域研究的国际地位。

热带和亚热带森林生产力普遍被认为受磷限制，且这种限制会随氮沉降的增加而加剧，但是我们还不知道磷及氮磷交互作用如何影响该区森林土壤主要温室气体通量（CO2、CH4和N2O）。在前期研究的基础上，本项目利用我国最早建立的森林氮磷及其交互作用长期试验样地，研究我国南亚热带三个代表性森林(马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林) 土壤温室气体通量对氮磷及其交互作用的响应，旨在：1) 阐明“氮饱和”和“氮限制”森林土壤温室气体通量对氮磷及其交互作用的响应特征；2）揭示氮磷及其交互作用对南亚热带森林土壤温室气体通量的影响机理。结果表明，氮沉降削弱森林尤其“富氮”森林土壤甲烷（CH4）汇的功能，磷增加可缓解氮沉降对这些汇功能的削弱作用，但不能缓解氮沉降对“氮限制”森林土壤甲烷汇功能的削弱作用；氮沉降增加“富氮”森林土壤N2O的排放，但对“氮限制”森林土壤N2O的排放影响不显著，磷增加可降低氮沉降对“富氮”森林土壤N2O排放的促进效应；氮沉降抑制“富氮”森林土壤CO2的排放，但这种抑制作用受磷输入的限制。这些结果，不仅在国际上首次揭示了氮磷及其交互作用对热带/亚热带不同氮状态森林土壤温室气体的影响特征，同时也表明了氮沉降对森林土壤温室气体排放/吸收的负面作用可通过施P肥措施得到控制。在当前全球氮沉降不断增加的背景下，这些发现对于调控大气温室气体浓度方面具有重要的现实意义，一方面可以为评估未来氮沉降对我国南亚热带森林主要温室气体通量的影响，为我国制定碳氮氧化物的减排等政策提供科学依据；另一方面，可以为该领域研究做出原创性贡献，提高我国在该领域研究的国际地位。本项目已发表学术论文共24篇，其中第一标注论文17篇；SCI论文共19篇，这些SCI论文的质量比较高，Top10论文10篇，影响因子（2015年）大于8的1篇，影响因子5-8之间的5篇，影响因子3-5的9篇。